簡述鋰電池的特性及優缺點

2021-04-26 ryder

鋰電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌（習慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負極用插入或脫插表示）。在充放電過程中，鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為搖椅電池。

當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。

鋰電池優勢

1、鋰電池電壓平臺高：單體電池的均勻電壓為3.7V或3.2V，約等于3只鎳鎘電池或鎳氫電池的串聯電壓，便于組成電池包。

2、具有高儲存能量密度：相對其他電池而言鋰電池能量密度很高，目前已達到460-600Wh/kg，約為鉛酸蓄電池的6～7倍。這就意味著在相同電荷容量下，鋰電池重量更輕。據計算相同體積下重量約為鉛酸產品的1/5～1/6。

3、使用壽命相對較長：鋰電池的使用壽命可達到6年以上。以磷酸亞鐵鋰為正極的鋰電池為例，在1C充放電倍率下，循環周期的*紀錄可達1000次。

4、具備高功率承受力：電動車鋰電池用的磷酸亞鐵鋰電池*充放電倍率可以達到15C-30C，這非常適合動力汽車高強度的啟動和加速。

5、自放電率很低。自放電率是鋰電池*突出的優越性之一，室溫下滿電存儲一個月的自放電率約10％左右，而同等條件下鎳鎘為25～30％、鎳氫為30～35％。

6、無記憶效應：這意味著鋰電池可以隨時充放電，而不必像鎳氫、鎳錫電池相同，非得要等到電量耗盡。

7、高低溫適應性強：鋰電池可在-20℃--60℃的環境下使用，經過工藝上的解決，可以在-45℃環境下使用。

8、綠色環保：不論加工、使用和報廢都不含有也不出現鉛、汞、鎘等有毒重金屬物質。

9、鋰電池的緊要原材料鋰、錳、鐵、釩等在我國都是富產資源；加工基本不消耗水，對水之源稀缺的國家十分有利。

鋰電池的缺點

1、錯誤使用存在安全隱患：由于鋰電池包成物質非常活躍，若使用錯誤將會出現電解液分析、燃燒甚至爆炸的重大事故。